Возможности ардуино уно – схема платы, пины, подключение, питание, память

Содержание

Плата Arduino Uno - описание, схема, распиновка

Arduino Uno – плата от компании Arduino, построенная на микроконтроллере ATmega 328.

Плата имеет на борту 6 аналоговых входов, 14 цифровых выводов общего назначения (могут являться как входами, так и выходами), кварцевый генератор на 16 МГц, два разъема: силовой и USB, разъем ISCP для внутрисхемного программирования и кнопку горячей перезагрузки устройства. Для стабильной работы плату необходимо подключить к питанию либо через встроенный USB Разъем, либо подключив разъем питания к источнику от 7 до 12В. Через переходник питания плата также может работать и от батареи формата Крона.

Основное отличие платы от предыдущих – для взаимодействия по USB Arduino Uno использует отдельный микроконтроллер ATmega8U2. Прошлые версии Arduino использовали для этого микросхему программатора FTDI.

Несложно догадаться, что благодаря своему итальянскому происхождению, слова “Arduino” и “Uno” взяты именно из этого языка. Компания назвалась “Arduino” в честь короля Италии 11 века Ардуина, а Уно переводится с итальянского как “первый”.

Печатная плата Arduino Uno является Open-Hardware, поэтому все ее характеристики доступны в открытом доступе.

Длина и ширина платы составляют 69 мм x 53 мм.

Силовой и USB разъемы выступают за границы печатной платы на 2 мм.

Расстояние между выводами соответствует стандарту 2.54 мм, однако расстояние между 7 и 8 контактами составляет 4 мм.

Плата Arduino Uno имеет на борту 3 способа подключения питания: через USB, через внешний разъем питания и через разъем Vin, выведенный на одну из гребенок сбоку. Платформа имеет на борту встроенный стабилизатор, позволяющий не только автоматически выбирать источник питания, но и выравнивать ток до стабильных 5 вольт, необходимых контроллеру для работы.

Внешнее питание можно подавать как напрямую от USB порта компьютера, так и от любого AC/DC блока питания через разъем питания или USB.

На плате предусмотрено несколько выводов, позволяющих запитывать от нее подключенные датчики, сенсоры и актуаторы. Все эти выводы помечены:

  • Vin – вход питания, используется для получения питания от внешнего источника. Через данных вывод происходит только подача питания на плату, получить оттуда питание для внешних устройств невозможно. На вход Vin рекомендуется подавать напряжение в диапазоне от 7В до 20В, во избежании перегрева и сгорания встроенного стабилизатора.
  • 5V – источник пятивольтового напряжения для питания внешних устройств. При получении питания платой из любых других источников (USB, разъем питания или Vin) на этом контакте вы всегда сможете получить стабильное напряжение 5 вольт. Его можно вывести на макетную плату или подать напрямую на необходимое устройство.
  • 3V3 – источник 3.3 вольтового напряжения для питания внешних устройств. Работает по такому-же принципу, что и контакт 5V. С данной ножки также можно вывести напряжение на макетную плату, либо подать на необходимый датчик/сенсор напрямую.
  • GND – контакт для подключения земли. Необходим для создания замкнутой цепи при подключении к контактам Vin, 5V или 3V3. Во всех случаях ножку GND необходимо выводить как минус, иначе цепь не будет замкнута и питание (что внешнее, что внутреннее) не подасться.

Платформа Arduino Uno имеет на борту микроконтроллер ATmega328, который обладает Flash, SRAM и EEPROM памятью.

  • FLASH – 32kB, из которых 0.5kB используется для хранения загрузчика
  • SRAM (ОЗУ) – 2kB
  • EEPROM – 1kB (доступна с помощью библиотеки EEPROM)

voltiq.ru

Что такое Arduino? Краткий обзор Arduino Uno

Arduino Uno — это почти идеальная плата контроллера для начинающих. Это небольшой, но многофункциональный компьютер способен контролировать практически любое устройство.

Процесс программирования его несложен и требует изучения всего небольшого количества правил. В качестве помощи предоставляется богатая документация и множество библиотек для поддержки различных компонентов (модулей).

Arduino — открытая физическая вычислительная платформа. Открытое аппаратное обеспечение [англ. Open Hardware] — это инициатива, предоставляющая открытый доступ к технической информации оборудования с целью повторения или улучшения его характеристик.

Благодаря этому вы найдете несколько проектов, основанных на этой платформе, которые помогут вам в создании ваших устройств. Пользователи Arduino часто встречаются в клубах, называемых Hackerspace, доступных в каждом большом городе.

Хакерспейс (Hackerspace) — мастерская-клуб, где энтузиасты могут заниматься любимым делом. Благодаря этой популярности, в интернете вы найдете много людей, которые готовы оказать посильную помощь в обучении и освоении Arduino.

Внешний вид Arduino UNO

Плата контроллера Arduino UNO проста. С левой стороны есть USB разъем, который соединяет Arduino с компьютером.

По краям платы сверху и снизу расположен ряд контактов черного цвета, называемые пинами [англ. «Pin»]. Они сконструированы таким образом, что к ним легко подключить провода не используя при этом паяльник.

Именно к этим контактам подключаются различные устройства и датчики, которые взаимодействуют с Arduino. Также эти разъемы позволяют установить на плату контроллера дополнительные модули (платы расширения), увеличивающие возможности Arduino. Эти модули называются Шилд [англ. «Shield»].

Распиновка Arduino UNO

Основные элементы на схеме обозначены синим цветом. Дополнительные, менее важные элементы обозначены зеленым цветом. Выводы питания с различным напряжением отмечены красным цветом. Выводы GND [минус] отмечены черным цветом.

 

Разъем «USB»

Разъем USB используется для подключения Arduino к компьютеру. Через этот разъем загружается программа (скетч) в микроконтроллер Ардуино. Этот разъем также служит для связи с компьютерной программой.

В процессе «общения» Arduino с компьютером мигают светодиоды:

  • LED_TX — при передаче данных на компьютер
  • LED_RX – при получении данных от компьютера

Разъем POWER

Разъем «POWER» служит для подключения блока питания. Внешний источник питания обычно используется тогда, когда Arduino должен работать без компьютера. Напряжение источника питания должно находиться в пределах от 7 до 12 В. По умолчанию Arduino может питаться от компьютера через разъем USB (5В).

Индикатор «ON»

Данный индикатор светится когда Arduino подключен и работает.

Кнопка «RESET»

После нажатия кнопки «RESET» ваша программа в Arduino запускается заново.

Выводы питания – «POWER»

Контакты питания расположены с левой стороны нижнего края платы. Они предназначены для обеспечения необходимого напряжения для проекта. На выбор у вас есть напряжение 3,3В и 5В. «GND» (масса) — это обозначение второго полюса питания, в народе называемый «минус». Вывод «VIN» — это напряжение с адаптера (блока питания).

Вывод «RESET»

Вывод «RESET» полностью выполняет ту же функцию, что и кнопка «RESET». Если на данный вывод соединить на некоторое время к землей (GND), то программа в Arduino запускается заново.

Вывод «IOREF»

Вывод «IOREF» позволяет адаптировать платы расширения и Arduino по напряжению.

«Digital» – Цифровой вывод

Данный тип выводов отмечен на рисунке как «Digital». Находятся на верхней кромке платы. Пронумерованы от 0 до 13. Каждый из них можно запрограммировать так, чтобы он выполнял роль входа или выхода.

Характеризуются они тем, что в качестве выходного сигнала присутствует 0В (лог.0) или 5В (лог.1). В качестве входа принимают также два уровня напряжения около 0В и напряжение между 2,5 и 5В. Они управляют устройствами в стиле вкл/выкл, например, для управления светом в доме.

«Analog» – Аналоговый вывод

Они отмечены на рисунке как «Analog». Пронумерованы от 0 до 5. Выполняют только функцию входа. Могут измерять напряжение от 0 до 5В. Аналоговые входы имеют разрешение 10 бит.

Распознают 1024 уровня напряжения, что дает точность примерно 0,005 В. Точность можно повысить, уменьшая программно диапазон опорного напряжений от 0 до 1,1В. С помощью вывода «AREF» можно подключить внешний источник опорного напряжения (ИОН) не превышающий 5В.

В случае если вам не хватает цифровых выводов, то вы также можете использовать аналоговые выводы в качестве цифровых. В этой роли они имеют обозначения от A0 до A5.

Светодиод «L»

Arduino имеет встроенный светодиод обозначенный как «L». Его можно включать и выключать с помощью программы. В Arduino UNO индикатор подключен к цифровому контакту номер 13.

«PWM» (ШИМ) вывод

Часть цифровых пинов имеет дополнительную функцию, обозначенную как ШИМ. Эта функция позволяет регулировать мощность, которая подается на светодиоды и электродвигатели. Благодаря ШИМ можно программно регулировать скорость вращения двигателя или яркость свечения светодиодов.

«INT» – вывод прерываний

Два цифровых пина имеют дополнительную функцию «INT». Они отвечают за прерывания. Прерывание необходимо, чтобы контроллер остановил выполнение текущей части кода программы и сразу выполнил специально подготовленный вами кусок кода.

«INT» вывод используется совместно с устройством, сигнал которого должн быть обработаны немедленно.

«Serial» — RS232 TTL

Основной последовательный интерфейс – «Serial». Его контакты вы найдете в группе цифровых пинов с номерами 0 и 1. Они помечены как «RX» (вход данных) и «ТХ» (вывод данных). Этот интерфейс работает в стандарте RS-232 TTL. Позволяет передавать последовательно данные, асинхронно со скоростью до 115200 бод. Этот же интерфейс используется для связи с компьютером через USB.

«I2C / TWI»

Другой последовательный интерфейс – «I2C», также называется «TWI». Это последовательная синхронная шина с тактовой частотой 100 или 400 кГц. Его выход расположен на левом конце цифровых контактных гнезд. Они помечены как «SCL» (Serial Clock) и «SDA» (Serial Data). Это позволяет подключать к одним и тем же выводам до 127 устройств.

«SPI»

«SPI» — это быстрая синхронная последовательная шина. В Arduino UNO ее таймер может работать с частотой до 8 Мгц. Выводы шины имеют маркировку «SCK» (Serial Clock), «MOSI» (Master Out Slave In), «MISO» (Master In Slave Out) и расположены в 6-контактном разъеме «ICSP» с правой стороны платы.

В Arduino UNO эти сигналы используются совместно с цифровыми выводами, пронумерованными от 10 до 13. Здесь же находится дополнительный сигнал «SS» для выбора устройства в шине.

Плата Arduino UNO доставит вам много удовольствия от знакомства с тайнами электроники и программирования. Удачи в ваших экспериментах и изобретениях.

fornk.ru

Какой микроконтроллер Ардуино выбрать начинающему?

Статья знакомит начинающих электронщиков с самыми популярными платами Arduino, расскажет об их отличиях и предостережет от некоторых ошибок в работе.

Сегодня нет никаких ограничений в том, чтобы освоить новый микрочип. Достаточно покопаться в документации и понять логику и назначение каждого вывода микроконтроллера. Неужели это так тяжело? Конечно, тяжело, особенно, если вы новичок, и с самого начала этой статьи вас уже клонит в уныние от мысли, что вы никогда не начнете разбираться в электронике.

На рынке присутствует множество контроллеров, но среди всех лидирующую позицию занимает Arduino со своей уникальной линейкой плат.

Введение

Arduino - это аппаратная платформа с открытым исходным кодом. Есть два элемента в названии: платы и программное обеспечение. Только платы от официального производителя arduino.cc можно назвать «Arduino». Название является товарным знаком. Всё начиналось с открытого исходного кода, но по мере того, как популярность программного обеспечения Arduino (IDE - Integrated Development Environment) стала расти, оно было расширено для поддержки многих других плат. Эти устройства более правильно называть «совместимые Arduino».

Arduino IDE - это кросс-платформенное приложение, которое обеспечивает отправную точку для всех проектов, связанных с Arduino.

Эта серия плат нацелена на широкую аудиторию - как профессиональных инженеров, так и юзеров, которые вообще ничего не понимают в контроллерах, но готовы с удовольствием сделать что-нибудь этакое электронное. И если вы относитесь к числу последних, не бойтесь купить одну из плат, чтобы сделать свой первый проект.

На стороне программного обеспечения есть «ядро» и «IDE». Ядром является библиотека C ++, называемая «ядром Arduino», которая уникальна для каждого типа процессора. Эта (обширная) библиотека позволяет использовать общие функции, такие как digitalRead() или digitalWrite(), для работы со множеством разных архитектур.

На аппаратной стороне трудно охватить все возможные варианты в сжатом виде. Таким образом, здесь основное внимание уделяется таким популярным вариантам, как: Uno, Mega, ESP8266, Zero и MKR. Некоторые из них мы упоминаем ниже.

8 или 32 бита

Основные сражения происходят между 8 и 32 битными платами.

8-бит: Uno, Nano, and Mega

32-бит: Zero, MKR, ESP8266 и ESP32

В отличие от ранних видеоигровых консолей, выбор процессора не так прост, и не ограничивается только выбором количества бит. В целом, 8-битные процессоры предлагают базовые возможности при потреблении более низкой энергии.

Более простые архитектуры означают, что регистры прямого программирования, как правило, относительно легки. 32-разрядные процессоры предлагают более высокие тактовые частоты вместе с большим количеством ОЗУ, ПЗУ и последовательной периферии. Их архитектура может усложнить программирование. К счастью, такие структуры, как библиотека Arduino и CircuitPython, зарывают большую часть этой сложности.

Выбор микропроцессора только потому, что он является 8-битным или 32-битным, может быть, скажем так, довольно "близоруким". Поэтому важно подумать о том, как вы планируете использовать его.

Допустим, вы уже в курсе, как обращаться с проводами, контактами и микросхемами. Поэтому разберемся с самыми популярными платами на сегодняшний день.

Arduino Uno Rev3

Arduino Uno Rev3 – один из наиболее популярных контроллеров.

Флэш-память - 32 кб + 2 кб оперативы.

Оригинальная плата имеет 20 цифровых пинов, 6 из которых можно использовать, как аналоговые контакты. Этих выводов вполне достаточно, чтобы собрать несложный рабочий проект. На панели в плате стоит микропроцессор ATmega328P.

Если в процессе экспериментов вы убьете контроллер, заменить его будет дешевле, чем покупать новую плату целиком.

Описание | Распиновка

Arduino Nano

Arduino Nano – одна из самых крохотных плат семейства Arduino. На борту у нее все тот же микрочип ATmega328.

Это значит, что возможности Arduino Nano схожи с Arduino Uno, хотя пинов у нее чуть больше (8 аналоговых на Nano против 6 на Uno). Подключение к плате осуществляется с помощью microUSB.

Плата годится в первую очередь для законченных проектов, где программа уже отлажена, и необходимо только спаять компоненты вместе и уместить их в корпус.

Описание | Распиновка

Arduino Lilypad

Arduino Lilypad выполнена в виде круга, контакты для подключения находятся на краях. Со всеми контактами используется микроконтроллер ATmega328.

Здесь придется подпаивать провода к плате, так как специальных пинов не предусмотрено. Самое время подружиться с паяльником.

Распиновка

Arduino Mega

Популярность Arduino Mega 2560 Rev3 обусловлена наличием большого количества цифровых входов-выходов (54 цифровых + 16 аналоговых).

Сердцем ее является восьми-битный чип ATmega2560.

Нередко плата используется в масштабных проектах по типу 3D-принтера, поскольку выводов в ней хватает, чтобы подключить многочисленную периферию. Контроллер имеет 256 килобайт флэш-памяти + 8 килобайт SRAM. Чувствуете в себе силы творить? Смело покупайте данную плату.

Описание | Распиновка

Arduino Leonardo

Arduino Leonardo на базе микроконтроллера ATmega32u4 идентична Uno, за исключением разъема подключения microUSB (в UNO это USB type-B).

Особенность данной платы в том, что ее можно использовать, как периферию: она умеет посылать команды ввода в компьютер. Если цель вашего изучения контроллеров - управлять компьютером, то берите ATmega32u4.

Распиновка

Arduino Micro

Arduino Micro – очередная миниатюрная плата, ее габариты сопоставимы со стандартным USB-накопитель.

Используемый микроконтроллер ATmega32u4 имеет все те же 32 кб оперативки + 2,5 SRAM. Цифровыми и аналоговыми пинами плата не обделена (20 цифровых +7 аналоговых). Отлично подойдет для миниатюрных проектов.

Плату можно запрограммировать, как клавиатуру и мышь, подключив в проект соответствующие библиотеки, и использовать внешние кнопки.

Распиновка

Arduino Due

Arduino Due – одна из самых популярных плат.

Работает на 32-битном процессоре с частотой 84мГц.

На борту установлен AT91SAM3X8E контроллер, во многом превосходящий все вышеперечисленные платы. 512 кб постоянной памяти, 96 кб оперативной. Имеются 54 цифровых пина, 12 из которых могут использовать ШИМ. Также есть пара 12-битных цифро-аналоговых преобразователей: они позволяют микропроцессору выдавать звук без дополнительных расширений.

Распиновка

Arduino Due и Arduino Mega 2560 очень похожи друг на друга, поэтому может показаться, что и шилды для этих плат взаимозаменяемые, но на самом деле это не так. Логические уровни на Mega 5-вольтовые, тогда как на Due – 3,3 вольта. Будьте осторожны с расширениями плат, в противном случае Due безвозвратно сгорит.

Платы разные, но с большей частью задач они справляются все. Лишь экзотические проекты требуют наличие определенной фичи. Тогда придется окунуться поподробнее в спецификацию контроллера и Datasheet. Разумеется, и о программировании придется немножко почитать.

Какой Ардуино лучше?

Вы все еще можете задаться вопросом: какая из этих плат является лучшей среди Arduino?

Как вы можете видеть, каждая из этих плат отлична от других и имеет некоторые преимущества для разных ситуаций. Вопрос «что лучше подходит» не является полным вопросом, вам нужно его дополнить «... для моего приложения или проекта».

Хотя невозможно охватить все типы и варианты плат, эта статья должна дать вам достаточно информации для рассмотрения основы для вашего проекта.

arduinoplus.ru

Arduino Uno: назначение, описание платформы

Сообщество Arduino представляет собой огромное количество пользователей, множество учебных материалов, проектов и готовых решений, которые используются в различных приложениях. Также компания предлагает весьма простой метод взаимодействия с внешними периферийными устройствами. Изначально база Arduino разрабатывалась для обеспечения подключения разнообразных исполнительных механизмов и датчиков к микроконтроллеру без использования дополнительных схем. Разработка простых устройств и приложений не требует глубоких знаний в электронике.

Описание устройства

Arduino Uno представляет собой открытую платформу, позволяющую собирать разнообразные электронные устройства. Эта плата будет полезна и интересна творческим людям, программистам, дизайнерам и другим пытливым умам, которые любят конструировать собственные гаджеты. Arduino Uno может работать как в связке с компьютером, так и автономно. Все зависит от назначения и идеи.

Платформа Arduino Uno состоит программной и аппаратной частей, которые весьма гибки и просты в эксплуатации. Для программирования используют упрощенную версию С++ (Wiring). Проектирование можно осуществлять на бесплатном обеспечении Arduino IDE и на базе произвольного инструментария С/С++. Устройство поддерживает операционные системы Linux, MacOS и Windows. Для программирования и связи с компьютером используется USB-кабель, а для работы в автономном режиме необходим блок питания (6-20В). Для новичков разработаны готовые наборы для конструирования электроники - серия «Матрешка».

Arduino Uno R3

Это новая модель, произведенная в Италии. Выполнена она на базе микропроцессора ATmega328p, тактовая частота которого составляет 16 МГц, память - 32 кб. Плата имеет 20 контактов (контролируемых) вывода и ввода, предназначенных для взаимодействия с периферийными устройствами.

Возможности устройства

Arduino Uno способно взаимодействовать с другими Arduino, компьютерами и микроконтроллерами. Платформа устройства позволяет обеспечить последовательное соединение с помощью контактов RX (0) и TX (1). Процессор ATmega16U2 транслирует такое соединение через USB порт: в результате на компьютере устанавливается дополнительный виртуальный COM-порт. Программное обеспечение Arduino включает в себя утилиту, которая осуществляет обмен текстовых сообщений по созданному каналу. На плате устройства установлены светодиоды RX и TX, которые светятся во время передачи информации между компьютером и процессором ATmega162U. Благодаря отдельной библиотеке можно организовать соединение с использованием различных контактов, не ограничиваясь нулевым и первым. А с помощью дополнительных плат расширения появляется возможность организовать и другие способы взаимодействия, например, Wi-Fi, радиоканал, сеть Эзернет.

Arduino Uno smd обладает специальным предохранителем, который защищает USB-порты компьютера от коротких замыканий и перенапряжения. Хотя компьютеры и обладают собственной защитой, предохранитель обеспечивает дополнительную уверенность. Он способен разорвать соединение, если на вход USB-порта подается ток более 500мА, и восстанавливает его, когда ток приходит в норму.

Заключение

Подводя итоги, скажем, что Arduino - весьма гибкая и функциональная платформа для разработки различных приложений. Она имеет огромные возможности для обеспечения взаимодействия с периферийными устройствами. Arduino прекрасно подходит для изучения микроконтроллеров, а также может служить основой для небольших проектов.

fb.ru

Arduino UNO R3: схема, инструкция :: SYL.ru

Arduino – под этим названием объединено несколько популярных печатных плат, которые имеют стандартизированное расположение всех выводов для микроконтроллеров, а также одинаковые габариты в границах одной модели продукта. Некоторые из них имеют дополнительные элементы, позволяющие осуществлять контроль напряжения подаваемого питания и USB, который благодаря своей универсальности может и подзаряжать плату, и использоваться для связи микроконтроллера с компьютером. Одной из наилучших вариаций семейства этих плат является модель Arduino UNO R3.

Общий вид платы

На фото можно увидеть как стандартные подписи, нанесённые при изготовлении самой платы, так и добавленные с помощью графического редактора. Дело в том, что для работы в схемах используются все составляющие, но так как не все они были подписаны, пришлось исправить эту несправедливость. Теперь переходим к объяснению схематического рисунка, что за что отвечает на нём. Стоит хорошо рассмотреть Arduino UNO R3, схема этой платы представлена в многих книгах-пособиях, но для полноты статьи публикуется и здесь.

Ниже вся изображенная информация будет представлена в виде схематического рисунка, который весьма сильно отличается от визуального образа платы. Но такие отличия нисколько не влияют на качество работы с печатной платой, необходимо только понять принцип её работы, и вы увидите, что здесь ничего сложного нет.

Как МК и компьютер видят друг друга

Для корректного функционирования Arduino UNO R3 драйвер для него должен быть установлен на компьютере, что работает с платой. Выбор драйвера зависит от операционной системы. Существует отдельное ПО для Arduino UNO R3: драйвер Windows 7, Windows Vista и XP. То есть с помощью любой аппаратуры, на которую установлены эти операционные системы, можно работать с печатной платой. Arduino UNO R3 совместим со всеми компьютерамы, выпущенными с нулевых.

Почти все видимые выводы соединены напрямую с микроконтроллером. Часть из них может быть как доступной для подключения, так и задействована во внутренней схеме. Вывод USB может использоваться для подачи питания напряжением 5 В, а также для обмена информацией с компьютером, который в таком случае распознаёт устройство как неодновременный последовательный порт.

С технической стороны, для микроконтроллера компьютер и «общение» с ним – это тоже асинхронный последовательный порт, посредством которого идёт обмен данными. Подключить Arduino UNO R3 своими руками несложно, тут основная заковыка – понять, как происходит сам процесс обмена данными, каковы его особенности. Про это вы сможете прочитать далее.

Напряжение для работы платы

Рабочее напряжение составляет 5 В. Но вход для внешнего питания рассчитан на 7-12 В. Экспериментально было установлено, что для работы хватает минимального напряжения 6 В, а максимум, который плата может выдержать, – 20 В. Но лучше не отклоняться от рекомендованных параметров, чтобы не было нежелательных ситуаций, как-то выход из строя и ему подобные варианты, зависимые от подачи напряжения.

Система энергоснабжения устроена таким образом, что происходит автоматическое переключение с USB-порта на другой источник энергии, если последний подаёт больше 6,7 В. Такие требования к предоставляемому напряжению для Arduino UNO R3, схема подключения и питания были разработаны для оптимальной работы платы.

Преимущества работы с различными напряжениями этим не ограничиваются. Плата Arduino UNO R3 может заставить работать МК и на более низком (3,3 В) напряжении, но только из-за того, что он сам функционирует на частоте 8 Гц. Плата же требует 16 Гц и, соответственно, большего напряжения.

Краткая информация о выводах

Они на плате двух типов: аналоговые и цифровые. Цифровые обозначаются буквой D (0-13), и их насчитывают 14 штук. Тогда как аналоговых шесть, и обозначаются они буквой А (0-5). Общая нумерация начинается с D, и 15-й вывод нумеруется А0, 16-й пронумерован как А1. Цифровой вывод можно использовать в качестве как входа, так и выхода, тогда как аналоговый допустимо примениять только в качестве входа.

Для чего предназначены выводы?

IOREF выдаёт необходимое для работы напряжение - 5 В.

D0 и D2 используются для обмена данными с помощью асинхронного последовательного порта. Они подключены к USB-контролеру. Но при этом следует быть осторожным, ведь их нельзя напрямую подключить к порту RS. Для подключения необходимо произвести преобразование, которое силами этих выводов не осуществляется. Информация по подключению Arduino UNO R3 (инструкция) находится в конце статьи.

Также вывод D2 или D3 можно использовать, чтобы вызвать внешнее прерывание.

D3, D5, D6, D9, D10 и D11 благодаря тому, что они связаны со счетчиками на самом микроконтроллере, используются для сигнала широтно-импульсной модуляции, а также как счетчики для внешних импульсов.

D10-D13 необходимы, чтобы МК мог работать с посторонними устройствами посредством протокола SPI. Если микроконтроллер является ведомым в конструкции, то используется D10.

Возможности ввода-вывода

Благодаря аналоговым входам можно измерить напряжение подаваемого сигнала. С их помощью реально смастерить даже осциллограф, который, правда, будет ограничен возможностями процессора. Цифровые выводы способны как генерировать сигнал, так и принимать его. Могут они работать и с ШИМ-сигналами, поэтому их используют для управления двигателем или устройством генерирования звука. Также их используют для «общения» с другими устройствами вроде однопроводной шины, асинхронного последовательного порта, SPI, I2C. Благодаря конструктивным особенностям подключение I2C и SPI возможно даже на одну шину.

Для обмена какого типа данных и в каких случаях используются различные выводы?

Аналоговые устройства используются для обмена данными с сенсорами различного типа. Почти все виды сенсоров при работе подключаются именно через них.

С помощью SPI цифровые устройства могут работать в тех случаях, когда необходима высокая скорость передачи всех данных. Такой обмен используется при работе с сетями Ethernet, Wi-Fi.

Техника безопасности при подаче тока

Для избегания ситуации, когда плата выходит из строя, необходимо знать особенности работы техники, в том числе и максимальную нагрузку, которую можно давать на отдельный вывод, группу выводов и сам МК. Максимальные значения напряжений составляют:
  1. На одном выводе микроконтроллера ток должен иметь напряжение не больше 40 мА.
  2. На одной группе выводов текущий ток не должен превысить отметку 100 мА. Самих групп выводов три.
  3. Одновременный ток на микроконтроллере не должен превысить отметку 200 мА.

Инструкция по настройке

Прежде чем работать с самой платой, её необходимо подготовить. Условно можно выделить такие этапы подготовки: покупка кабеля для связи между МК и компьютером, подготовка необходимого софта для работы, установка драйверов и запуск ПО с последующей его настройкой. Общая последовательность действий будет выглядеть таким образом:

  1. Кабель, который необходим для работы, имеет типы разъемов А-В. Если у вас есть принтер, то вовсе не обязательно идти в магазин, чтобы купить кабель. Последний можно позаимствовать с принтера. В таком устройстве он используется для соединения с компьютером.
  2. С сайта разработчика скачать последние версии ПО, в том числе и среду разработки. Последние версии рекомендуются потому, что в них исправлены проблемы и баги предыдущих.
  3. Установить соединение между Arduino UNO R3 и компьютером посредством кабеля. В настройках обозначено, чтобы плата автоматически использовала USB как источник питания для своего функционирования и своей работы.
  4. Посредством кабеля установить все необходимые драйвера. Операционная система должна попробовать сама установить обновление, но если она не смогла, то положение можно исправить с помощью ручной установки: "Пуск" – "Панель управления" – "Система и безопасность" – "Диспетчер устройств" – "Порты". Далее выбрать плату. Нажать на кнопку обновления вручную, указать компьютеру, где находятся драйвера, и дождаться установки. Выбирать для установки на компьютер необходимо файл arduino.inf, который и является необходимым для работы. Он будет располагаться в директории arduino-1.0 – "Двайвера" - "Драйвер для USB".
  5. Провести все настройки, необходимость которых определяется актуальностью версии программного обеспечения, и в качестве теста попробовать написать программу, чтобы удостоверится в правильности установки и потом составлять на Arduino UNO R3 проекты различной сложности. Если язык интерфейса не такой, каким хотелось бы видеть, то его можно изменить в настройках. Среди того, что необходимо сделать в первую очередь: указать модель подключенной платы и выбрать последовательный порт, к которому она подключена. Все технические наработки, которые будут сделаны во время работы, сохранятся в папку "Мои документы" того юзера, который использовал программу.

www.syl.ru

Мини-обзор Arduino-совместимых плат различных архитектур / Habr

В тематическом блоге «Программинг микроконтроллеров» уже было несколько статей по поводу выбора первого микроконтроллера и начала работы с ним. Не менее интересны были и комментарии к таким статьям. Одна из мыслей, которая несколько раз поднималась там — это что не все, кто имеют интерес к МК, приходят к ним от транзисторов. Некоторые (дай бог, чтобы побольше), приходят к ним со стороны (прикладного) программирования. Рекомендовать таким людям брать в руки паяльник — не разумно, у них и так есть вещи, которые они могут «попаять». Так мы приходим к слову «Arduino», которое уже многие слышали. Среди бывалых с паяльниками существует стереотип — Arduino это платка на AVR для ленивых. Так ли это? Эта статья — попытка наглядно показать, что Arduino — это не про AVR и не про лень, Arduino — это архитектурно-независимая электронно-механическая платформа совместимых компонентов, по (относительной) значимости не менее важная, чем (в свое время) IBM S/360, IBM PC или USB.

AVR живее всех живых

Дойдя до второй части обзора, читатель увидит, что Arduino-совместимые платы на современных мощных 32-битных контроллерах стоят не много больше, а иногда даже меньше, чем на оригинальной AVR архитектуре. И все же сначала AVR. Почему? Потому что мэтры говорят, что рано или поздно захочется собрать свое устройство. И я им верю. Верю, что однажды я возьму 8-ногий ATtiny в DIP корпусе, засуну его в картонку и включу паяльник. И я буду знать, что делать дальше — ведь я уже все отпрототипировал на Arduino AVR.
Arduino Duemilanove

Это предпоследняя версия официальной Arduino, и большинство совместимых плат, которые сейчас присутствуют на рынке, основано именно на схемотехнике Duemilanove. Она включает микроконтроллер ATmega 328 (в прошлом десятилетии (читай: до 2010г) ставили и ATmega 168) и USB-Serial преобразователь FTDI FT232RL. $25
Arduino Uno

Текущая версия официальной Arduino. Пока на рынке мало альтернативных реализаций, но они начинают появляться, одна включена в этот обзор. Основное отличие от Duemilanove — замена популярного, а значит, не по начинке дорого, чипа FT232RL на… ATmega8U2. Да-да, в Uno фактически два микроконтроллера AVR, причем один — с аппаратным USB. Почему два, почему не поставить один? Вопрос совместимости, дружественности для новичков и для собственных разработок. Микроконтроллеры с аппаратным USB судя по всему есть только в SMD корпусах, поэтому использовать такой в своих разработках или заменить вышедший из строя на плате будет нелегко. Поэтому лучше использовать старый-добрый ATmega328 в DIP-панельке, а ATmega8U2 оставить на будущее. Судя по тому, как уверенно Uno завоевывает позиции — на ближайшее будущее. $30
Iteaduino

Существует множество клонов Arduino Duemilanove, которые копируют ее фактически один в один. Но мы ждем от конкуренции прогресса и улучшения, а не простого «передирания», дозволенного открытой лицензией. Iteaduino — хороший пример, когда разработчики «сделали свое домашнее задание». Многие электронные компоненты требуют питания 3.3в, что требует дополнительного сопряжения уровней при работе с классическим Arduino. Iteaduino же позволяет запитать плату 3.3в или 5в на выбор (переключателем на плате). «Соль» применения Arduino конечно же в подключении внешних устройств ввода-вывода, и для простых устройств сложился де-факто стандарт интерфейса GVS (Ground-Voltage-Signal). Для приятного (без паутины проводов) подключения таких устройств к классическому Arduino придется докупать шилд, а в Iteaduino соответствующие разъемы есть прямо на плате. Кроме того, улучшена эргономика — в оригинальном Arduino при надетом шилде нельзя добраться до кнопки Reset (поэтому многие шилды дублируют ее) и плохо виден светодиод, а в Iteaduino они размещены на краю платы с возможностью доступа. $25
Seeeduino Stalker v2

Благодаря стандарту Arduino можно создавать не только платы общего назначения, но и специализированные платы, которые все также будут легко расширяться существующими компонентами. Одна из идеальных применений для Arduino — разработка автономных беспроводных узлов-агентов распределенной системы контроля и управления. Платы Seeeduino Stalker разработаны именно для такого применения. В версии 2 на плате установлен контроллер зарядки литиевого аккумулятора с возможностью подключения солнечной панели, часы реального времени (RTC) с питанием от супер-конденсатора, microSD-слот, сокет *Bee (в оригинале XBee для протокола ZigBee, но уже есть BTBee в том же формфакторе) и разъемы I2C. $39
Ruggeduino

Вы начинающий, любите переплюсовывать питание и хвататься за оголенные GPIO наэлектризованными руками? Или подключаете датчики проводами по 20 метров, а иногда вокруг бьют молнии? Или используете Arduino в производственных целях, где требования по защите и надежности повыше? Ruggeduino поможет вам, одного взгляда на него будет достаточно, чтобы проникнуться уважением и понять, что это настоящий индустриальный Arduino. $40
RoMeo All-in-one

Плата для роботостроения, содержит на плате множество интерфейсных разъемов, драйвер двигателя, кнопки. $36
CraftDuino

Российский вариант Arduino с улучшенной эргономикой (доступ к светодиодам и Reset) и возможностями: на плате присутствует разъем для всех выводов чипа FT232, что позволяет использовать его для bitbang-приложений (программатор различных МК, JTAG и т.п.), и возможность допаять дополнительные выводы для установки CraftDuino на беспаечную макетную плату (breadboard). $30
Быстрее, выше, сильнее

Итак, мы выросли из AVR, но все наши шилды, сенсоры, сервы с нами. И мы не заставим их пропадать, ведь они для Arduino, а не для AVR. Мы также и дальше не будем поддаваться стереотипам, что есть только какой-то ARM, и какой-то Cortex. Все много интереснее!
ChipKIT Uno32

Каждый студент знает, что AVR — это хорошо, а PIC — это плохо. Однако, не стоит это распространять на все семейства МК. PIC32 — вполне нормальный процессор с архитектурой MIPS. А MIPS — одна из лидирующих RISC-архитектур. По сравнению с ARM у нее есть одно достоинство — она не столь медиа-популяризирована, поэтому лицензионные отчисления за MIPS меньше, а процессоры в среднем — дешевле, и лидируют в отельных рыночных сегментах, таких как раутеры. Например, Arduino-несовместимая плата в корпусе, с Ethernet, WiFi и USB-хостом стоит менее $50 даже в этой стране, ARM'у такое и не снилось. Но сейчас мы рассматриваем Arduino совместимые, и ChipKIT не заставит скучать при частоте 80МГц. 20EUR
Netduino

Cortex снова подождет. На сцене — классика ARM, ядро ARM7, в лице чипа от любимого вендора AT91SAM7X512-AU. На своих 48МГц он даже щелкает .NET Micro Framework! $35
FEZ Panda II

Конечно же, в managed коде писать легче, так что парад .NET MF продолжается. Эта плата идет под маркетинговым чипом «USBizi», который на поверку оказывается NXP LPC2387 с соответствующим firmware. На 72МГц он наверное мог бы играть MP3. Только не в .NET коде, конечно. $40
Olimexino-STM32

Ну вот добрались и до героя нашего времени — фирмы STMicroelectronics, которая люто-бешено демпингует свои Cortex-M чипы. Новая 16-битная система команд Thumb2 вместо классической 32-битной — это ли тот ARM, каким мы его знаем? Впрочем, не важно, главное, чтобы GCC компилил в него оптимально. А ассемблерный код бывалые допилят ручками. 20EUR
IFLAT-32 v2.0

Arduino-совместимость может быть и ограничением — ведь 32-битные многолапые процессоры имеют куда больше, чем классические 14 GPIO и 6 ADC от Arduino. Собственно, на фотографиях выше видно, что почти все 32-битные платы имеют дополнительные разъемы, но часто они будут недоступны при использовании Arduino шилдов. И снова китайская фирма Iteadstudio впечатляет не только ценами, но и функциональностью. IFLAT-32 имеет площадь больше, чем Arduino, и оставляет легко доступными разъемы XBee и LCD. $27

Chumby Hacker Board

Надоело баловаться в хардварной песочнице с микроконтроллерами с микропамятью и микрогигагерцами? Хочется ощутить настоящий процессор, способный работать с настоящей операционной системой, хочется теплых и мягких ха-тэ-эм-элов и джаваскриптов? Chumby Hacker Board все так же примет ваши шилды, если не на грудь, то на обратную сторону платы. $89

Ссылки:

habr.com

Как выбрать Arduino - Описания, примеры, подключение к Arduino

Как выбрать Arduino Данный вопрос возникает у всех, кто впервые решился создать проект с использованием Arduino. Определились с необходимыми деталями: сенсорами, датчиками, модулями и т.д., и столкнулись с немалым ассортиментом плат Arduino, в добавок у каждой платы еще и по два, три аналога. Некоторые думают, что чем дороже и мощнее - тем лучше, приобретают серьезные решения, как например Arduino Due, а потом понимают, что на нем работают не все скетчи, и самостоятельно справиться со всей мощью данного девайса, для них трудно. Другие идут по противоположному пути и сталкиваются с нехваткой ресурсов (память, выводы, порты, тактовая частота, питание). Как же найти ту золотую середину′ Попробуем разобраться...

Плата Плюсы Минусы

Arduino Uno

функционал как у ProMini и Nano
  • Подходят shield созданные под Arduino UNO
  • Плата является самой распространённой в семействе Arduino, именно для неё создано наибольшее количество уроков
  • Благодаря наличию DIP панели, можно менять микроконтроллер
  • Нельзя установить на Breadboard без использования проводов
  • При одинаковом функционале с Arduino ProMini, Nano и Micro плата имеет в разы большие размеры

Arduino Mega 2560


  • Подходят shield созданные под Arduino UNO
  • Максимальное количество выводов
  • Расширенный объем всех видов памяти
  • Нельзя установить на Breadboard без использования проводов
  • Самый большой размер платы во всём семействе Arduino

Arduino Leonardo

функционал как у MICRO
  • Подходят shield созданные под Arduino UNO
  • Плата является усовершенствованной версией Arduino UNO и работает с большинством её скетчей
  • Есть возможность имитировать различные USB устройства при подключении к ПК (плата будет определяться как мышь, клавиатура и т.д.)
  • Нельзя установить на Breadboard без использования проводов
  • Передача функции контроллера USB на микроконтроллер, привело к увеличению объёма flash-памяти выделяемой под загрузчик
  • Некоторые скетчи созданные под Arduino Uno не работают на Leonardo, т.к. используются разные микроконтроллеры

Arduino Due


  • Количество выводов как у Arduino Mega
  • Внедрены два аналоговых выхода
  • Используется мощный 32 разрядный микроконтроллер с тактовой частотой 84МГц
  • Нельзя установить на Breadboard без использования проводов
  • Самый большой размер платы во всём семействе Arduino
  • Не все скетчи предусматривают столь высокую тактовую частоту
  • Не все shield предусматривают передачу сигналов с граничным напряжением 3,3В
  • Напряжение питания 3,3В

Arduino ProMini 3.3V

функционал как у Nano и UNO

  • Можно использовать для конструирования схем на Breadboard
  • Самая миниатюрная плата в семействе Arduino
  • Поставляется без впаянных штыревых контактов, что позволяет использовать навесной монтаж
  • Не подходят shield созданные под Arduino UNO
  • Нет контроллера USB, в связи с чем требуется внешний программатор
  • Самая маленькая тактовая частота микроконтроллера, всего 8МГц
  • Напряжение питания 3,3В

Arduino ProMini 5V

функционал как у Nano и UNO

  • Можно использовать для конструирования схем на Breadboard
  • Самая миниатюрная плата в семействе Arduino
  • Поставляется без впаянных штыревых контактов, что позволяет использовать навесной монтаж
  • Не подходят shield созданные под Arduino UNO
  • Нет контроллера USB, в связи с чем требуется внешний программатор

Arduino NANO V3.0

функционал как у ProMini и UNO

  • Можно использовать для конструирования схем на Breadboard
  • Плата незначительно больше чем Arduino ProMini, но имеет порт USB и не требует использования внешнего программатора
  • Не подходят shield созданные под Arduino UNO
  • Внедрение порта USB cконтроллером, привело к увеличению объёма flash-памяти выделяемой под загрузчик (по сравнению с Arduino ProMini)

Arduino MICRO

функционал как у Leonardo

  • Можно использовать для конструирования схем на Breadboard
  • Плата незначительно больше чем Arduino Nano, но имеет весь функционал Arduino Leonardo
  • Есть возможность имитировать различные USB устройства при подключении к ПК (плата будет определяться как мышь, клавиатура и т.д.)
  • Не подходят shield созданные под Arduino UNO
  • Передача функции контроллера USB на микроконтроллер, привело к увеличению объёма flash-памяти выделяемой под загрузчик

Первый вопрос влияющий на выбор Arduino - какой проект Вы хотите реализовать′

Если Вы хотите создать уже готовый проект, любезно предоставленный другими разработчиками, то логичным приобретением будет та Arduino, на которой проект был создан изначально. Здесь стоит отметить тот факт, что теперь, на территории РФ платы Arduino распространяются под торговой маркой Geduino. То есть, как Вы правильно поняли, Arduino Micro отличается от Geduino Micro названием и логотипом (это не аналог), о чем написано на официальном сайте. А так как последняя стоит дешевле, то выбор очевиден.

Если Вы не определились с проектом, но хотите приобрести Arduino для собственных экспериментов, то немаловажным фактором является количество различных примеров в сети, под ту или иную Arduino. Тут несомненным лидером является Arduino UNO, это объясняется тем, что данная плата является старшей в линейке Arduino, при этом не является устаревшей, так как претерпела не мало изменений с момента создания.

Если Вы собираетесь реализовать собственный проект, то к выбору Arduino стоит подходить методом исключения. Если в Вашем проекте имеются модули с выводами под Arduino Uno, тогда исключаем Arduino ProMini 3.3V, Arduino ProMini 5V, Arduino Nano и Arduino MICRO. Если таковые модули в проекте не предусмотрены, то сначала исключаем те Arduino, которые не подходят по размерам, а затем те Arduino, количество выводов (цифровых, аналоговых, ШИМ, интерфейсных), тактовая частота и напряжение питания которых, больше чем требуется по проекту. При этом запас памяти должен быть не менее 30% от требуемого проектом.

Чуть сложнее обстоят дела с аналогами. Они похожи по названию на оригинал (например: xDuino UNO R3 Ch440G и DCcduino UNO R3 Ch440G, - это аналоги Arduino UNO R3, а Arduino NANO Ch440G - аналог Arduino Nano), но могут иметь другой тип USB разъема, немного отличаться по габаритам, иметь иной контроллер USB, иной тип корпуса микроконтроллера, цвет платы и т.д. Здесь нужно понимать, что данные платы повторяют функционал их оригинала (на который они похожи названием), так как используют тот же микроконтроллер ATmega, той же серии. Габариты платы, корпус микроконтроллера и тип USB порта, можно определить по фото. А наличие «Ch440G» в названии, означает о том, что в качестве контроллера USB используется не стандартный для Arduino чип FTDI, а его аналог Ch440G, следовательно, для подключения такой Arduino к компьютеру, нужно установить

wiki.iarduino.ru

Отправить ответ

avatar
  Подписаться  
Уведомление о